军用飞机用来锁定和跟踪敌机的主要技术是其机载雷达。飞机雷达通常有两种模式:搜索和跟踪。在搜索模式下,雷达以 "之 "字形扫过天空的无线电波束。当无线电波束被目标飞机反射时,雷达显示器上会显示出一个指示。在搜索模式下,没有任何一架飞机被跟踪,但飞行员通常可以大致知道某个特定的雷达回波在做什么,因为每一次连续的扫描,雷达回波都会轻微移动。

这是一个F-16战隼的火控雷达显示的例子,当雷达处于搜索模式时。

战斗机操作讲解(战斗机如何锁定)(1)

每块白砖都是一个雷达回波。因为雷达只是扫描,而不是跟踪,所以没有关于雷达目标的其他信息。(有一个例外。雷达回波的多普勒频移可以被测量,以估计飞机朝向或远离你的速度,就像迎面而来的火车鸣笛的音调可以告诉你它向你走来的速度。这显示为从每块砖开始的白色小趋势线)。)

请注意,光标在最下面的砖头上(最靠近我们的飞机)。飞行员准备锁定这个目标。这将使雷达进入跟踪模式。在跟踪模式下,雷达将其能量集中在一个特定的目标上。因为雷达实际上是在跟踪一个目标,而不仅仅是在得到反射回来时显示砖块,它可以告诉飞行员关于目标的更多信息。这就是F-16的火控雷达在锁定目标时的显示效果。

战斗机操作讲解(战斗机如何锁定)(2)

沿着顶部,我们有很多关于我们的雷达目标正在做什么的信息。

有了这些信息,飞行员可以更好地了解飞机在做什么,但要牺牲该地区其他飞机的信息。

请注意,在上图中,最下面的(最近的)目标被锁定(周围有圆圈),更远的两个目标被跟踪(黄色方块),还有更远的两个雷达回波(白色砖块)。这是展示了现代雷达的一个先进功能,即态势感知模式。萨姆模式的雷达结合了跟踪和扫描,使飞行员能够跟踪一个或少数几个 "有趣 "的目标,同时不至于失去其他目标的大局。在这种模式下,雷达光束扫过天空,同时短暂而有规律地暂停扫描以检查锁定的目标。

请注意,所有这些都是有代价的。归根结底,雷达的威力是有限的,你可以把大量的雷达能量放在一个目标上,或者把它弱弱地分散到整个天空中,或者在两者之间做出一些妥协。在上面的照片中,你可以看到两个横跨显示器高度的垂直条--这些是方位角扫描限制。这是飞机告诉你的方式:"好吧,我既可以跟踪这个目标,也可以扫描其他目标,但作为回报,我只扫描飞机前方40°的宽锥体,而不是通常的60°。雷达,就像生活一样,充满了权衡。

需要注意的一件事是,在向目标发射武器时,并不总是需要雷达锁定。对于火炮杀伤,如果飞机对目标有雷达锁定,它可以准确测量到目标的距离,并为飞行员提供适当的铅和重力下降的修正,以获得准确的火炮杀伤。如果没有雷达,飞行员只能依靠他或她自己的判断。

作为一个例子,让我们看看F-16的HUD(平视显示器)在对一个雷达锁定的目标使用枪支的过程中。

战斗机操作讲解(战斗机如何锁定)(3)

它变得令人难以置信的简单;那个标有 "目标范围内的子弹 "的小圆圈被F-16飞行员称为 "死亡点"。基本上,它代表了如果你现在开火,炮弹会落在哪里,而炮弹走的是你和锁定目标之间的距离。换句话说,如果你想用实心枪杀,只需把死亡点飞到飞机上。超级简单。

但如果没有雷达锁定呢?那么现在的HUD看起来是这样的。

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没有死亡点--但你仍然有漏斗。漏斗代表的是如果你现在开火,炮弹在你面前走过的路径。漏斗的宽度等于在该特定范围内预定的翼展的明显宽度。因此,如果你没有锁定你的目标,但你知道它的翼展是35英尺,你可以拨到35英尺,然后飞行漏斗,直到其宽度正好与敌机的机翼宽度一致,然后扣动扳机。

那么导弹呢?同样,不需要雷达锁定。对于热寻的导弹来说,雷达锁定只用于将寻的头训练到目标上。在没有雷达锁定的情况下,寻的头会扫描天空,寻找 "明亮"(热)的物体,当它发现一个物体时,它会向飞行员发出一个独特的呜呜声。在这种情况下,飞行员不需要雷达,他只需要操纵他的飞机直到他有 "好的音调",然后发射导弹。雷达只是让这个过程更快。

现在,雷达制导导弹有两个品种:被动式和主动式。被动雷达导弹确实需要雷达锁定,因为这些导弹使用飞机反射的雷达能量来跟踪目标。

然而,主动雷达导弹有自己的机载雷达,可以锁定和跟踪目标。但这个雷达是单程的,所以它比飞机的雷达要便宜得多(而且功率也小)。因此,这些导弹通常从发射飞机那里得到一些制导帮助,直到它们飞到足够接近目标的地方,它们可以打开自己的雷达并 "开始活动"。(这允许发射飞机转身离开并进行自卫。)有可能在没有雷达锁定的情况下发射主动雷达导弹(所谓的 "maddog");在这种情况下,导弹会飞到它的燃料几乎耗尽,然后它将打开它的雷达并追击它看到的第一个目标。如果在敌人附近有友军飞机,这不是一个推荐的策略。

至于你问题的最后一部分--是的,一架飞机可以知道雷达是否在画它或锁定它。雷达只是无线电波,就像你的调频收音机将无线电波转换为声音一样,飞机也可以分析传入的无线电信号以弄清谁在做什么。这被称为RWR,或雷达警告接收器,并有一个视频和音频组件。这是一个典型的RWR显示器。

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虽然飞机的雷达只能扫描飞机前方,但飞机可以监听任何方向的雷达信号,所以范围是360°。一个数字信号处理器寻找与已知雷达相对应的可识别的无线电 "鸣叫",并将其方位角显示在范围内。啁啾声是无线电使用的一种独特的波形。看,如果两个无线电台同时使用相同的波形,它们会互相混淆,因为每个无线电台不知道哪些雷达回波是来自自己的发射器。为了防止这种情况,不同的收音机往往使用不同的波形。这也可以被目标飞机用来识别正在使用的雷达的类型,因此也可能是飞机的类型。

在这个显示中,RWR在7点钟位置探测到一架F-15(15上有一个帽子表示飞机)。雷达的强度与中心的距离有关,离中心越近,探测到的雷达信号越强,因此可能离发射的飞机越近。

在12点到1点的位置探测到的是两个地对空导弹(SAM)站点,一个SA-5 "Gammon "和一个SA-6 "Gainful"。这些是俄罗斯的防空导弹发射雷达,是一个严重的威胁。RWR计算机已经确定SA-6是该地区最优先的威胁,因此用钻石将其包围起来。

RWR也有一个音频部分。每次检测到一个新的雷达信号,它都会被转换成音频波并播放给飞行员听。由于不同的雷达 "声音 "不同,飞行员学会通过其独特的音调来识别不同的空中或地面威胁。声音也是一个重要的线索,告诉飞行员雷达正在做什么。如果声音播放一次,或断断续续地播放,这意味着雷达只是在画我们的飞机(在搜索模式)。如果声音连续播放,说明雷达已经锁定了我们的飞机,处于跟踪模式,因此需要飞行员立即注意。在某些情况下,RWR可以分辨出雷达是否处于发射模式(向被动雷达制导导弹发送雷达数据),或雷达是否是主动雷达制导导弹的雷达。在这两种情况下,都会播放一个独特的导弹发射音,并建议飞行员立即采取行动应对威胁。请注意,RWR没有办法知道一枚热寻的导弹是否正在飞向我们的飞机。

除了雷达之外,还有其他技术用于锁定敌方飞机和地面目标。瞄准吊舱是一个非常强大的摄像头,安装在一个铰接式旋转器上,使其能够观察几乎所有方向。该相机与图像处理器相连,能够将车辆和建筑物与周围的地形区分开来,并跟踪移动目标。这就是SNIPER XR瞄准器。

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而这就是飞行员操作时看到的情况。

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该吊舱能够利用视觉或红外线摄像机日夜跟踪车辆。热寻的导弹显然使用同样的技术来瞄准飞机,而电光导弹则使用这种技术来追踪地面目标。

最后,还有激光制导导弹。这些 "光束骑手 "跟随从飞机上发射的激光束到达目标。许多地面车辆也使用激光测距仪,一些飞机包括一个激光警告系统(LWS),其工作原理类似于RWR,但显示传来的激光信号。

图片。盖蒂/美国空军​​​

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